Impresión en 3D: ¿Oportunidad para los Técnicos?

Por Judith Philipps Otto

La impresión en 3D, o fabricación aditiva, ha estado recibiendo una importante cobertura mediática, pero el jurado aún está deliberando sobre el efecto de esta tecnología en la industria de O&P. El veredicto podría depender de quien esté en ese jurado, ya que los profesionales y técnicos por igual tienen preocupaciones acerca de cómo la adopción de la tecnología puede afectar sus roles -y sus razonamientos de fondo.

Debido a que algunos proveedores de O&P ya están aplicando la tecnología de impresión en 3D para ortesis de pie y cuencas protésicas, hay pruebas evidentes de que esto puede cambiar la descripción del trabajo para técnicos, así como el modelo de negocio para las empresas de fabricación central. Nosotros le pedimos a los líderes de la industria sus observaciones, opiniones y predicciones acerca del impacto potencial de este método de producción en rápido desarrollo, sobre los técnicos y proveedores de O&P y cómo ellos pueden prepararse para un posible futuro en 3D.

Ventajas de la Impresión en 3D

Tracy Slemker, CPO, LPO, FAAOP, presidente y fundador de Dayton Artificial Limb, de Ohio y de Prosthetic Design, en Clayton, Ohio, se ha ganado la reputación de ser un innovador precoz en la profesión y fue uno de los primeros (y aún uno de los pocos) en fabricar exitosamente cuencas protésicas con impresión en 3D. Él dice que ha habido descubrimientos inesperados según su empresa ha incorporado la impresión en 3D y él anima a otros a explorar la tecnología. "Nuestros técnicos en O&P continúan haciendo prácticamente lo mismo, sólo que usando diferentes herramientas; pero la impresión en 3D les proporciona a los técnicos muchas más posibilidades y capacidades de diseño, algo con lo que ellos ni siquiera soñaban."

Slemker señala la textura de la cuenca protésica como un ejemplo. "Históricamente el interior de la cuenca siempre ha sido suave, pero nosotros estamos viendo que mediante la personalización de la textura, cambiándola de muy áspera a muy suave, podemos mejorar el ajuste y reducir el movimiento que ocurre entre el revestimiento de silicona y/o la interface del paciente y la pared de la cuenca.

Una impresora 3D industrial talla una cuenca protésica. Fotografías cortesía de Tracy Slemker.

La cuenca protésica terminada [orignally shown on the 3D printer in the photo above], y el ajuste final de la prótesis incorporando la cuenca.

"La flexibilidad y el control en las cubiertas cosméticas, los moldes de los revestimientos de silicona-cada día nosotros estamos descubriendo cosas que no teníamos ni idea que se podrían hacer con este proceso. Hemos estado trabajando en la tecnología para la cuenca protésica por cerca de siete años y también estamos comenzando a trabajar en alguna tecnología para el pie."

Amy Braunschweiger, CO, directora clínica de Infinite Technologies Orthotics and Prosthetics (ITOP), con sede en Arlington, Virginia, ha estado utilizando el escáner 3D de ITPO para cascos (ortesis craneales). Ella dice que aprecia la conveniencia de ahorro de tiempo y que éste toma medidas más precisas que el método de molde de yeso, lo que se traduce a un mejor ajuste del casco. Ella aclara, sin embargo, que la exploración en 3D no le permite al profesional hacer los ajustes de alineación en un modelo ortésico o protésico como se puede hacer en el proceso tradicional con yeso.

"Aunque tenemos una pequeña Impresora 3D en el lugar, nosotros en la actualidad sólo la usamos para aditamentos pediátricos más pequeños como dedos protésicos, ortesis para los pies y pequeños componentes usados para armar el casco," dice Braunschweiger. "Seguimos usando los servicios de una empresa de fabricación central para imprimir los grandes modelos 3D de espuma usados para fabricar los cascos."

¿Es Realmente Necesaria la Transición?

Gary Bedard, CO, FAAOP, encargado del enlace clínico de Becker Orthopedic, en Troy, Michigan, explica la tecnología en los escuetos términos de lógica y eficiencia lo que recorta los múltiples pasos de hacer un molde negativo para crear un molde positivo antes de hacer el aditamento ortopédico. "Toda la génesis de la impresión en 3D es simplificar la fabricación en lugar de tener que pasar por la producción de una herramienta y una vez que usted tiene la herramienta, entonces hacer el producto en base a esa herramienta (entendiéndose por herramienta el molde negativo). Ahora, en vez de producir la herramienta, usted estará fabricando el producto en sí."

Braunschweiger toma una imagen 3D de la cabeza de un infante para usarla en la fabricación de un casco para remodelación craneal. Fotografía cortesía de Amy Braunschweiger.

Algunos se quejan de que el proceso de impresión en 3D consume tiempo. Sin embargo, Bedard señala, "ese tiempo es también tiempo que no requiere de su atención. Usted no tiene que tener una persona monitoreando el equipo mientras fabrica el producto." Bedard inicialmente usó la tecnología en 1994 cuando era gerente de investigación y desarrollo en Becker. Él envió el diseño de ingeniería CAD al departamento de servicios de fabricación quienes fabricaron un prototipo plástico para evaluación, el cual eliminaba la larga espera que implicaba hacerlo con la máquina, recuerda él. "Incluso en esa época, era más rápido."

"Yo creo que la fabricación aditiva probablemente terminará con una huella más grande," él predice, "pero va a tener que pasar por el mismo proceso de la dentición que nosotros vimos con las primeras generaciones del equipo de CAD/CAM."

Como se predijo en el 2010 ("Rápido Prototipo/Fabricación: 'El Mañana está a Solo a un Día,'" The O&P EDGE, Septiembre de 2010), la tecnología de impresión en 3D está evolucionando rápidamente. "[Como] más fabricantes de equipos usan la fabricación rápida, las barreras para su adopción generalizada poco a poco van disminuyendo. Su fiabilidad, velocidad y calidad están mejorando, los costos están disminuyendo y el alcance y la durabilidad de los materiales están aumentando."

Como resultado, lo imposible se está convirtiendo cada vez más no solo en posible sino también en razonable y asequible, señala Bedard, lo que hace que sea más fácil para los técnicos convertirse en conocedores del 3D. "Ahora nosotros tenemos impresoras 3D de escritorio que usted puede comprar por sí mismo por algunos cientos de dólares; lo que las acerca verdaderamente al precio de una impresora normal de computadora. Y la mayoría de los técnicos ya tienen alguna base en los fundamentos de las computadoras porque la mayoría de las personas tienen que utilizar el procesamiento de textos, correos electrónicos o una hoja de cálculo de Excel con el fin de manejar un laboratorio.

"Yo creo que la barrera para entrar a la tecnología está bastante baja," concluye él. "A medida que la tecnología progresa, entonces habrá empresas que estarán produciendo software no muy diferentes a los que ya tenemos en el campo de software para CAD (Diseños Creados por Computadoras)."

Persiguiendo la Educación en 3D

"Con las escuelas de O&P, todas con un nivel de maestría en ciencias protésicas y ortésicas (MSPO-por sus siglas en inglés)," dice Bedard, "probablemente el 30 por ciento de los estudiantes están entrando en los programas de MSPO con un grado de ingeniería, y esos estudiantes están muy cómodos con el software de ingeniería." Bedard señala que los estudiantes emprendedores pueden comprar-o desarrollar y vender-diseños ya hechos en los sitios de la red como Shapeways, y los laboratorios pueden usar los diseños para hacer un molde maniquí, ponerlo en sus modelos y mejorar sus propios productos. Esto reemplaza un proceso que solía ser caro, complejo y lento.

Tom Most, CP, BFA, operador de CAD y escultor y diseñador digital, expresó su frustración con el ritmo típicamente lento de la aceptación y adaptación al cambio dentro del área de O&P. Él bromea diciendo que "una de las últimas innovaciones técnicas que la industria ha adoptado fue el uso de resinas pre impregnadas en los 40's. Ahí es donde aproximadamente se detuvieron." Destaca que la primera tecnología de impresión 3D comercialmente disponible fue desarrollada en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT-por sus siglas en inglés), en Cambridge, en el 1980 y fue comercialmente viable en 1982. Él ha estado activo en el campo de los prototipos rápidos desde finales de los 80's, y es un entusiasta de los legítimos avances recientes en el área.

Most describe un gran avance introducido en Noviembre de 2013 cuando Fripp Design, de Sheffielf, Inglaterra, demostró la primera impresión 3D exitosa usando silicona-hecha en una pequeña impresora de escritorio. El proceso elimina la necesidad de moldear y fundir en yeso cada pieza. "Haga una escultura digital de la parte anatómica perdida, y envíela a una impresora digital, y la tendrá impresa en silicona-en el color que coincida con la piel del paciente."

Ejemplos de impresiones en 3D creadas por un anaplastólogo. Fotografía cortesía de Tom Most.

Most, quien usa el proceso 3D tanto en el arte, como en las prótesis, también ha aplicado los principios digitales para ayudar una anaplastóloga a crear prótesis faciales que son más exactas que las tradicionales piezas esculpidas o hechas con yeso a mano. "Las pruebas iniciales mostraron que probablemente esto le ahorraría a ella cerca del 60 por ciento de su tiempo y le da un ajuste mucho más preciso, porque la prótesis está basada en un 'escaneo' del paciente, no en un molde de yeso. Si usted es un anaplastólogo o un protesista, no importa lo bueno que sea, si pone silicona en un tejido blando, usted ya lo está deformando. Y va a obtener una impresión de la silicona deformando el tejido blando; con un 'escáner' digital usted está obteniendo exactamente lo que hay.

"Yo entré en el campo de O&P después de 30 años en el área de los prototipos rápidos y me preguntaba por qué ellos no estaban usando esta tecnología," añade Most. El interés está ciertamente ahí, dice él apuntando a los concurridos salones y con gente de pie preparados para sus presentaciones en las reuniones de la industria de O&P. "Las personas quieren saber sobre eso-especialmente los residentes novatos y la gente joven dentro del área. Ellos están interesados en esto, pero nadie les está enseñando."

En respuesta, Most ve la necesidad de desarrollar un módulo educativo que pueda ser incluido dentro de cualquier escuela con MSPO o programa técnico. "A menudo escucho quejas de que no hay nada en el presupuesto para software para CAD-por lo que un par de diapositivas en mi [presentación de] PowerPoint son esculturas digitales que yo he hecho con un software totalmente gratis. Hay un montón de programas con código abierto en la red que usted puede usar para modificar su archivo y lograr que esté listo para imprimir."

Bedard observa que los egresados de las escuelas técnicas tienen algún conocimiento informático. "Una vez que alguien identifica un paquete de software que es específico para O&P para el uso en la fabricación aditiva, entonces usted tendrá disponible los programas de entrenamiento para educar a estos técnicos."

Jared Howell, CPO, director del Programa de Maestría en Ciencias Ortésicas y Protésicas, y profesor asistente en la Escuela de Ciencias Aliadas de la Salud en el Baylor College of Medicine, de Houston; Texas, admite que si bien el tiempo dedicado a la clase sobre esta tecnología es limitado, definitivamente se está enseñando, y una impresora 3D está disponible para el uso de los estudiantes en sus proyectos. "Hasta ahora la impresión 3D de componentes y partes protésicas ha estado presente en nuestro programa-el concepto de impresión 3D, el impacto que la fabricación aditiva pudiera tener en el futuro de O&P, y las oportunidades para practicar y usarla; esencialmente-para jugar con ella."

La propia experiencia de Howell en el diseño y desarrollo del producto, antes de aceptar el cargo de director del programa de Baylor, lo ayudó a estar "muy familiarizado con la fabricación aditiva." Sin lugar a dudas, dice él, los estudiantes reconocen la impresión 3D como la ola del futuro. De hecho, dice él, Baylor tiene un estudiante que está diseñando una nueva mano protésica para ser impresa como una sola pieza usando la fabricación aditiva. Se necesitan refinamientos y los estudiantes están trabajando activamente en la comprensión de los problemas y cómo manejarlos con la fabricación aditiva.

"Llegará un día," predice él, "donde nosotros diseñaremos a la medida, una cuenca protésica, una interface y un pie, literalmente impreso todo a la vez. Esa tecnología puede estar a una década de lograrse, pero [los técnicos de O&P] necesitan prepararse para esto ahora, entendiendo el diseño mecánico y conociendo las posibilidades que existen para el futuro. Esto les permitirá ser los primeros en adoptar y saber los que necesitan para tener éxito, siempre y cuando esta tecnología esté más fácilmente disponible en nuestra profesión."

Howell aconseja a los técnicos continuar el seguimiento de la rápida evolución de la fabricación aditiva y continuar educándose ellos mismos utilizando la red y hablando con expertos en O&P y en otras áreas. El material está disponible. "A veces los técnicos son los que identifican lo último y más grande y pueden ser los que están capacitados para implementar esta tecnología primero. Con frecuencia los profesionales están dudosos de probar las cosas nuevas o gastar tiempo para dominar las nuevas opciones de fabricación. Técnicos bien formados pueden ser los que logren la viabilidad de estas nuevas tecnologías." Él dice creer que la fabricación aditiva está llegando a la profesión; técnicos y profesionales por igual deberían entenderlo."

"Los técnicos siempre han añadido creatividad a sus proyectos," añade Slemker. "y Yo no creo que esto vaya a cambiar. La impresión es sólo una herramienta para expandir su creatividad-si es que ellos la aceptan."

Bill Layman, CPO, BOCPO, y su hijo, Brian Layman, CP, BOCPO, de IDM of LA (Innovative Digital Manufacturing), de Kenner, Lousiana, son pruebas vivientes del valor de la auto-educación en nueva tecnología. Su uso del CAD y los escáneres por un período sobre los diez a doce años fue un escalón natural en la impresión 3D hace cinco años-un compromiso que ha llevado al desarrollo de nuevas técnicas pendientes de patente en cuencas protésicas impresas, y potencialmente la realización de algún trabajo de fabricación central para otros. Bill Layman, él mismo un amputado, sirve como sujeto de prueba y está usando cuencas que los Laymans han hecho usando el proceso de impresión en 3D, las cuales ellos están continuamente mejorando. "Todavía estamos en la etapa temprana," dice él, "pero Yo he estado usando una [cuenca protésica impresa en 3D] por un tiempo, y he tenido muy buen éxito con ella."

Arriba: Una cuenca protésica impresa de IDM usada con el sistema WillowWood LimbLogic. Debajo, en dirección a las agujas del reloj desde la parte superior izquierda: Brian y Bill Layman en el laboratorio. Bill Layman muestra su cuenca protésica impresa en 3D. La impresora 3D en uso. Bill muestra la cuenca en una escalera. Fotografías cortesía de IDM de LA.

"Inicialmente nosotros encontramos mención de la impresión 3D en Internet; ya teníamos escáneres y el software," explica Brian. Su experiencia también los llevó a una eficiencia significativamente mayor en otras áreas: Las cuencas protésicas de prueba cuya fabricación se tomaba de una a dos semanas, ahora podían hacerlas en una hora para una cuenca protésica transtibial y una hora y media para una transfemoral. Su fresadora talla el modelo, los técnicos termo forman el plástico "y estamos buscando la manera de acelerar el proceso de acabado también-y asegurar la entrega de un buen producto en lo relativo a alineación y la forma."

Hace un año ellos empezaron a trabajar con Stratasys, en Eden Prairie, Minnesota, para imprimir la primera cuenca protésica con una impresora industrial de gran tamaño, la FORTUS 400mc. Después ellos compraron su propia FORTUS 400 mc y han trabajado con materiales tales como el ULTEM y el FDM® Nylon 12. "Lo bueno de la 400 es que es capaz de imprimir diferentes materiales según los materiales van mejorando," dice Bill. "Nos gustaría perfeccionar realmente el proceso interno antes de ir a la siguiente fase [de aceptar trabajos de fabricación central]," añade él.

En la exploración de posibilidades ellos trabajan fuera del campo protésico; trabajan con artistas y otras personas en la comunidad que están conscientes de las aplicaciones y los descubrimientos que se pueden compartir entre las industrias médica, de ingeniería, alimentos y de la moda. "Averigüe sobre impresión en 3D en el Internet y usted también encontrará todo lo que actualmente está disponible. [Nosotros] solo queremos concentrarnos con las prótesis y realmente lograr un buen producto para el paciente," dice Brian.

Como Most, los Laymans han acumulado un vasto conocimiento y experiencias únicas además de ideas diferentes que trabajan con impresión 3D que están dispuestos a compartir. Bill dice que él espera crear su sistema educativo IDM que pueda estar disponible para las escuelas de O&P.

"Yo creo que todas las grandes compañías van a subir a bordo con esto tarde o temprano," dice Bill. "Eventualmente, van a tener que empezar a enseñar sobre material de impresión en 3D más especializado. Esto ya viene. Una vez que todo el mundo vea que se puede utilizar y que no se va a romper-que es una mejor vía-más personas van a querer hacerlo." Brian está de acuerdo. "Es otra herramienta en el almacén para los técnicos-y es una que ellos van a necesitar y a utilizar."

Tomando la Iniciativa

Debido a la asequibilidad de los equipos más sencillos de impresoras 3D, dice Slemker, "Yo sé que si Yo fuera un técnico, tendría una impresora sólo para uso personal-[aún] si tuviera que comprarla Yo mismo. Usted se está educando Usted mismo. Hay una enorme cantidad de foros en Internet y también en YouTube para las diferentes técnicas y aplicaciones de impresión 3D. Obtenga ayuda de alguien que tiene un poco más de experiencia, pero si no puede, usted puede hacerlo usted mismo. Así es como lo hicimos nosotros. En los últimos años hemos comprado una pequeña impresora 3D MakerBot® como herramienta de entrenamiento. Esta cambió la cultura dentro de la organización-e hizo que la gente se diera cuenta que esta tecnología no está llegando, ya está aquí."

Slemker enfatiza que la adopción de la tecnología es lo más importante. "Usted no tiene que ser el tipo que sabe todo lo que hay que saber al respecto en lo que se refiere a su área. Habrá una gran cantidad de auto-formación, ya que usted está abriendo nuevos caminos con su aplicación en su campo."

Progresos o Consecuencias

La mayoría de los expertos con los que hablamos compartieron la opinión de que la impresión 3D será un caso de "o te subes al tren o éste te atropella." "Esto no va a desaparecer," advierte Slemker. "Es como el teléfono celular-en todo caso, se va a popularizar más y más, y va a cambiar la forma en que nosotros hacemos negocio. Pero también va a abrir aún más nuestra capacidad de personalizar y diseñar componentes." Él también ve potencial para el cambio de roles en O&P. "Creo que la relación entre el técnico y el profesional va a cambiar. Es un poco como volver a empezar de nuevo. [Como profesional] usted va a estar más cerca con su técnico en la solución de los problemas y casos difíciles. Todavía hay un lugar muy importante para los técnicos con habilidad y voluntad."

Most advierte que "lo que realmente va a hacer que las escuelas y las empresas de O&P se incorporen y presten atención es cuando se den cuenta que ellas están perdiendo ingresos por una franquicia independiente. Yo puedo imaginar una pequeña franquicia u oficina satélite abriendo una oficina en el consultorio de un terapeuta lo que significa que los proveedores de O&P estarían reducidos a solo ajustar y dar el acabado final de los artículos, si es que no pierden completamente el trabajo. Los proveedores se darán cuenta de esta realidad cuando esto nos golpee en la cartera y para entonces puede ser demasiado tarde."

Bill Layman se preocupa por las consecuencias de la falta de acción dentro de la profesión de O&P, mientras que los emprendedores menos calificados aprovechan la oportunidad para obtener ganancias. "Hay un montón de gente ahí afuera que quiere entrar dentro del mundo de las prótesis porque ellos pueden conseguir una impresora 3D. Eso va a crear muchos problemas en el camino. Me gustaría recomendar que cualquier persona con esta idea debería ir a una escuela de O&P...y conseguir alguna experiencia en ingeniería mientras usted esté allí.

"Las cosas que oímos por ahí son irreales: Las personas con la ambición de crear sus propias ortesis y sus propias prótesis son una gran cosa, pero ellos necesitan saber un poco más acerca de las ortesis y las prótesis antes de que cuelguen su placa."

Judith Philipps Otto es una escritora independiente que ha asistido con mercadeo y relaciones públicas a varios clientes en la profesión de O&P. Ella ha trabajado como escritora y editora de periódicos y ha ganado premios nacionales e internacionales como escritora-productora de noticias.


Traducción al Español
José Paúl Rodríguez M. MD
Médico Fisiatra
Santo Domingo, República Dominicana